[发明专利]一种基于酶抑制和荧光内滤效应的稻谷中镉含量的检测方法

说明书

本发明公开了一种基于酶抑制和荧光内滤效应的稻谷中镉含量检测的方法，属于食品重金属快速检测领域。本发明的基于酶抑制和荧光内滤效应的稻谷中镉含量检测的方法，包括以下步骤：构建乙醇胺磷酸酯修饰的上转换荧光材料，利用辣根过氧化物酶酶促产物进行荧光淬灭，根据镉元素对辣根过氧化物酶活性的抑制，基于辣根过氧化物酶酶促产物和上转换材料间的荧光内滤效应，分析荧光强度与镉元素浓度的定量关系模型，并根据该模型，计算待测液中的镉含量。该方法具有稳定的定量检测范围和检出限，检测范围可以在保持在0.003～6mg/kg，检出限可达0.001mg/kg，准确度高，能够特异性检测稻谷中镉元素的含量。

技术领域

本发明涉及一种基于酶抑制和荧光內滤效应的稻谷中镉含量的检测方法，属于食品重金属快速检测技术领域。

背景技术

长期大量食用镉超标的稻米会导致人类机体不可逆转的损害，直接引起肝脏等机体功能的下降。据报道，稻谷中镉元素在210～308ng/kg含量时，就会出现生物毒性，当含量达到308ng/kg时，对生物的危害性最为显著。

常见的检测方法如石墨炉原子吸收光谱、电感耦合等离子体发射光谱、原子吸收光谱等检测技术样品处理过程复杂，设备昂贵且需要配备专业技术人员操作。

为解决上述稻谷中镉元素检测难题，构建镉元素的检测化学/生物传感器得到了越来越多的应用，主要包括基于电化学传感器、基于比色法传感器和基于荧光传感器等新型快速检测方式，该类检测方法具有快速、灵敏等优点，但应用过程中仍存在一些问题，例如光漂白现象、背景干扰消除、荧光信号不稳定和目标标记效率低等。

发明内容

[技术问题]

现有技术中镉元素检测存在样品处理过程复杂、荧光信号不稳定、光漂白现象等因素导致检测准确度降低等问题。

[技术方案]

为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种基于酶抑制和荧光內滤效应的稻谷中镉含量的检测方法，该方法是基于辣根过氧化物酶、3,3',5,5'-四甲基联苯胺和乙醇胺磷酸酯修饰上转换纳米材料产生的荧光内滤效应对稻谷中镉元素进行特异性快速检测，为解决上述存在的化学/生物传感器存在的应用问题，通过乙醇胺磷酸酯修饰上转换纳米材料-辣根过氧化物酶-3,3',5,5'-四甲基联苯胺反应体系，基于Cd²⁺抑制辣根过氧化物酶活性钝化荧光内滤效应，实现了快速检测稻谷中镉元素的目的，该方法检测时间短、具有较强的特异性和较高的检测灵敏度。

本发明的目的是提供一种基于酶抑制和荧光內滤效应检测稻谷中镉含量的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)待测样品前处理

将粉碎的稻谷样品粉末置于聚四氟乙烯的消解管中，加入硝酸和H₂O₂后密封，放入微波消解，待消解完成后采用赶酸仪进行赶酸处理，之后冷却室温、超纯水转移、定容、过水膜，即得待测液；

(2)乙醇胺磷酸酯修饰上转换纳米材料

将乙醇胺磷酸酯和上转换材料溶解在乙醇、三氯甲烷和水的混合溶液中，采用盐酸调节pH值为2.5～3，并搅拌反应；反应结束后再用乙醇水溶液洗涤反应物，干燥即得；

(3)待测液中镉元素的检测

配置一系列不同浓度的稻谷基质镉标准溶液，分别取不同浓度的稻谷基质镉标准溶液和步骤(1)的待测液，调节pH，并添加步骤(2)制备的乙醇胺磷酸酯修饰上转换纳米材料，随后加入辣根过氧化物酶反应，之后再加入3,3',5,5'-四甲基联苯胺，形成反应体系；反应结束后进行荧光信号强度测定，以不同浓度的稻谷基质镉标准溶液中镉元素浓度为横坐标，相应的荧光信号强度为纵坐标，构建定量关系模型，并根据该定量关系模型和待测液的荧光信号强度，计算待测液中镉元素的含量。